JPH0719779B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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- JPH0719779B2 JPH0719779B2 JP63144072A JP14407288A JPH0719779B2 JP H0719779 B2 JPH0719779 B2 JP H0719779B2 JP 63144072 A JP63144072 A JP 63144072A JP 14407288 A JP14407288 A JP 14407288A JP H0719779 B2 JPH0719779 B2 JP H0719779B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に半導体領
域上に埋込みコンタクトを有する半導体装置の製造方法
に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device having a buried contact on a semiconductor region.
従来、この種の埋込みコンタクトは第3図(a)に示す
ようにたとえば、P型シリコン基板1の所定の領域に素
子領域、n+拡散層5を形成したのち基板全面に絶縁膜6
を形成し、n+拡散層5上にコンタクトホールを開口す
る。次にLPCVD法により例えば、PH3とSiH4の混合ガスを
用いて厚さ1μmのリンドープ多結晶シリコン13を成長
させ、CF4と酸素の混合ガスを用いたリアクティブイオ
ンエッチングでコンタクトホール部以外のリンドープ多
結晶シリコンを除去して第3図(b)に示すように絶縁
膜7を露出させる。最後にスパッタ法により、たとえば
1%のシリコンを含んだアルミニウム11を1μmの厚さ
に堆積し、写真蝕刻技術により所定の形状にパターンニ
ングして、第3図(c)の半導体装置を得ていた。Conventionally, as shown in FIG. 3 (a), a buried contact of this type has, for example, an element region and an n + diffusion layer 5 formed in a predetermined region of a P-type silicon substrate 1 and then an insulating film 6 formed on the entire surface of the substrate.
To form a contact hole on the n + diffusion layer 5. Next, for example, a phosphorus-doped polycrystalline silicon 13 having a thickness of 1 μm is grown by using a mixed gas of PH 3 and SiH 4 by the LPCVD method, and reactive ion etching is performed using a mixed gas of CF 4 and oxygen. The phosphorus-doped polycrystalline silicon is removed to expose the insulating film 7 as shown in FIG. 3 (b). Finally, aluminum 11 containing, for example, 1% of silicon is deposited to a thickness of 1 μm by a sputtering method and patterned into a predetermined shape by a photo-etching technique to obtain a semiconductor device of FIG. 3 (c). It was
上述した従来の技術はP型シリコン基板1上のn+拡散層
5とコンタクトを得る材料とコンタクトホールを埋込む
材料をリンドープ多結晶シリコン13で共用しているた
め、n+層5上では充分低いコンタクト抵抗を得られる
が、P+層上では整流接触となり使用できない。また、上
述のリンドープ多結晶シリコンの代わりに、ボロンドー
プ多結晶シリコンを使用すればP+層上では良好なコンタ
クトを得られるが、逆にn+層上では、整流性接触とな
る。このように一導電型の不純物をドープした多結晶シ
リコンで低抵抗のコンタクトを実現し、なおかつコンタ
クトホールを埋込む構成を得ようとすれば、単一導電型
の半導体装置にしか適用できないという欠点があった。In the above-mentioned conventional technique, the material for obtaining contact with the n + diffusion layer 5 on the P-type silicon substrate 1 and the material for filling the contact hole are shared by the phosphorus-doped polycrystalline silicon 13, so that it is sufficient on the n + layer 5. Although low contact resistance can be obtained, it cannot be used as a rectifying contact on the P + layer. Further, if boron-doped polycrystalline silicon is used instead of the phosphorus-doped polycrystalline silicon described above, good contact can be obtained on the P + layer, but conversely, rectifying contact is obtained on the n + layer. Thus, if a low resistance contact is realized with polycrystalline silicon doped with one conductivity type impurity and a contact hole is to be buried, it is only applicable to a single conductivity type semiconductor device. was there.
仮に、従来の技術でCMOS型半導体装置に埋込みコンタク
トを形成するならば、n-チャネル素子領域とP-チャネル
素子領域でコンタクトホールの開口から埋込みまで、完
全に独立した工程で形成する必要があり、工程数が増加
し、製造コストも増大する。この場合、両導電型半導体
領域に対して、抵抗性コンタクトを得られるノンドープ
多結晶シリコンでコンタクトホールを埋込むことも考え
られるが、ノンドープ多結晶シリコンは抵抗率が大きい
ため、コンタクトホールに大きな直列抵抗が形成され、
実質的なコンタクト抵抗は大きくなり使用に耐えない。
以上のように従来の技術はCMOS型半導体装置に対する実
用性に乏しかった。If a buried contact is to be formed in a CMOS type semiconductor device by the conventional technique, it is necessary to form the n-channel element region and the P-channel element region in completely independent steps from the opening of the contact hole to the filling. The number of steps increases, and the manufacturing cost also increases. In this case, it is conceivable to fill the contact holes with non-doped polycrystalline silicon capable of obtaining a resistive contact for both conductivity type semiconductor regions. Resistance is formed,
The actual contact resistance is too high to be used.
As described above, the conventional technique is not practical for the CMOS type semiconductor device.
本発明の目的は、上述した欠点を取り除き、異なる導電
型の半導体領域に対しても低抵抗のコンタクトとコンタ
クトホールの埋込を同時に実現できる半導体装置の製造
方法を提供することにある。An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of simultaneously realizing low resistance contacts and contact hole burying even in semiconductor regions of different conductivity types.
本発明の半導体装置の製造方法は、異なる導電型領域上
の開口部で電気的コンタクトをとる高融点金属化合物を
形成する工程と、各々の導電型領域上のコンタクトホー
ルに夫々同導電型の不純物イオンを添加する工程と、該
コンタクトホールに酸化物層を形成し熱処理する工程
と、該基板上にコンタクトホール埋込み層を形成する工
程と、該コンタクトホール部以外の領域で高融点金属化
合物を露出させる工程と、全面に配線用金属膜を形成し
た後、該金属膜と高融点金属化合物とを所定の形状にパ
ターンニングする工程とを有している。The semiconductor device manufacturing method of the present invention includes a step of forming a refractory metal compound that makes electrical contact at openings on different conductivity type regions, and impurities of the same conductivity type in contact holes on each conductivity type region. A step of adding ions, a step of forming an oxide layer in the contact hole and heat treatment, a step of forming a contact hole burying layer on the substrate, and a step of exposing the refractory metal compound in a region other than the contact hole portion. And a step of forming a wiring metal film on the entire surface and then patterning the metal film and the refractory metal compound into a predetermined shape.
次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図(a)に示すようにP型シリコン基板1にフィー
ルド酸化膜3を形成して、素子領域を分離形成した後、
所定の位置にnウェル2、n+拡散層5およびP+拡散層4
をイオン注入法を用いて形成する。基板1の表面に絶縁
膜6を形成した後、n+拡散層5、P+拡散層4上の絶縁膜
6に写真蝕刻法により開口を設ける。次に第1図(b)
のようにスパッタ法によってたとえば膜厚1000Åのタン
グステンシリサイド7を堆積させた後、第1図(c)に
示すようにP+拡散層4上を開口するフォトレジスト8を
設け、たとえば、エネルギー70KeV、ドーズ量1×1015c
m-2ボロンイオンを注入する。フォトレジスト8を剥離
した後、再び全面にフォトレジスト9を形成し、第1図
(d)のようにn+層5上のフォトレジストのみ取り除い
て、たとえばエネルギー70KeV、ドーズ量1×1016cm-2
のリンイオンを注入する。フォトレジスト9を剥離した
後CVD法によりSiH4ガスを用いて、たとえば膜厚1000Å
の二酸化シリコン膜を成長させる。ここで二酸化シリコ
ン膜は熱処理時にタングステンシリサイド層7から注入
した不純物が抜け出さないようにするためのキャップで
ある。900℃窒素中で5分間熱処理し、注入したボロン
イオン及びリンイオンを活性化すると共に拡散させる。
緩衝ふっ酸溶液で二酸化シリコン膜を除去した後、LPCV
D法によりSiH4ガスを用いて多結晶シリコン膜10を1μ
m堆積させる。このとき、多結晶シリコン膜の膜厚は、
少なくともコンタクトホールの短辺方向の長さの2分の
1以上であることが望ましい。また多結晶シリコン10の
導電型不純物濃度は任意でよい。その多結晶シリコン膜
10をCF4と酸素の混合ガスを用いたリアクティブイオン
エッチによりエッチバックし、第1図(e)のようにコ
ンタクトホール以外の領域でタングステンシリサイド7
を露出させる。その後1%のシリコンを含んだアルミニ
ウム11をスパッタ法により1μm堆積し、写真蝕刻技術
により第1図(f)に示すようにアルミニウム11及びタ
ングステンシリサイド7を所定の形状にパターンニング
する。As shown in FIG. 1 (a), after forming a field oxide film 3 on a P-type silicon substrate 1 to form element regions separately,
N well 2, n + diffusion layer 5 and P + diffusion layer 4 in predetermined positions
Are formed by using an ion implantation method. After forming the insulating film 6 on the surface of the substrate 1, openings are formed in the insulating film 6 on the n + diffusion layer 5 and the P + diffusion layer 4 by a photoetching method. Next, FIG. 1 (b)
After depositing a tungsten silicide 7 having a film thickness of 1000 Å by a sputtering method as described above, a photoresist 8 having an opening on the P + diffusion layer 4 is provided as shown in FIG. Dose amount 1 × 10 15 c
Implant m -2 boron ions. After peeling off the photoresist 8, a photoresist 9 is formed on the entire surface again, and only the photoresist on the n + layer 5 is removed as shown in FIG. 1 (d), for example, energy 70 KeV, dose amount 1 × 10 16 cm. -2
Implant phosphorus ions. After stripping the photoresist 9, a SiH 4 gas is used by the CVD method, for example, a film thickness of 1000Å
Grow a silicon dioxide film. Here, the silicon dioxide film is a cap for preventing the impurities implanted from the tungsten silicide layer 7 from coming out during the heat treatment. Heat treatment is performed in nitrogen at 900 ° C. for 5 minutes to activate and diffuse the implanted boron ions and phosphorus ions.
After removing the silicon dioxide film with a buffered hydrofluoric acid solution, LPCV
1μ of polycrystalline silicon film 10 using SiH 4 gas by D method
m is deposited. At this time, the thickness of the polycrystalline silicon film is
It is desirable that it is at least ½ or more of the length of the contact hole in the short side direction. Further, the conductivity type impurity concentration of polycrystalline silicon 10 may be arbitrary. The polycrystalline silicon film
10 is etched back by reactive ion etching using a mixed gas of CF 4 and oxygen, and tungsten silicide 7 is formed in a region other than the contact hole as shown in FIG. 1 (e).
Expose. Thereafter, aluminum 11 containing 1% of silicon is deposited to a thickness of 1 μm by a sputtering method, and aluminum 11 and tungsten silicide 7 are patterned into a predetermined shape by a photo-etching technique as shown in FIG.
次に本発明の第2の実施例を第2図を用いて説明する。
第1の実施例と全く同様な手順で第1図(d)を得た
後、フォトレジスト9を剥離しCVD法により、SiH4ガス
を用いて膜厚1000Åの二酸化シリコン膜を成長させる。
LPCVD法により、たとえばB2H6,PH3及びSi(OC2H5)4の混
合ガスを用いて、膜厚1μmのBPSG膜12を堆積し、900
℃、窒素中で10分間BPSG膜12のリフロー及びコンタクト
ホール部分にイオン注入されたボロンイオンとリンイオ
ンの活性化を兼ねた熱処理を行なう。そのBPSG膜12及び
下層の二酸化シリコン膜を、CF4と水素の混合ガスを用
いたリアクティブイオンエッチによりエッチバックし、
第2図(a)のようにコンタクトホール以外の領域でタ
ングステンシリサイドを露出させる。1%のシリコンを
含んだアルミニウム11をスパッタ法により1μm堆積
し、写真蝕刻技術によりアルミニウム11及びタングステ
ンシリサイド7を所定の形状にパターンニングして第2
図(b)の半導体装置を得る。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
After obtaining FIG. 1 (d) by the same procedure as in the first embodiment, the photoresist 9 is peeled off and a silicon dioxide film having a film thickness of 1000 Å is grown by the CVD method using SiH 4 gas.
By the LPCVD method, for example, a mixed gas of B 2 H 6 , PH 3 and Si (OC 2 H 5 ) 4 is used to deposit a BPSG film 12 having a thickness of 1 μm,
Reheat of the BPSG film 12 is performed in nitrogen at 10 ° C. for 10 minutes, and heat treatment is also performed to activate boron ions and phosphorus ions ion-implanted in the contact hole portion. The BPSG film 12 and the underlying silicon dioxide film are etched back by reactive ion etching using a mixed gas of CF 4 and hydrogen,
As shown in FIG. 2A, the tungsten silicide is exposed in a region other than the contact hole. Aluminum 11 containing 1% of silicon is deposited to a thickness of 1 μm by a sputtering method, and aluminum 11 and tungsten silicide 7 are patterned into a predetermined shape by a photo-etching technique.
The semiconductor device shown in FIG.
以上説明したように本発明は、コンタクトをとる材料
と、コンタクトホールを埋込む材料とを、それぞれタン
グステンシリサイドと、多結晶シリコンあるいはBPSG膜
といった別個の材料を使用することにより、CMOS型半導
体装置における実用的な埋込みコンタクトの製造方法を
提供できる効果がある。As described above, the present invention provides a CMOS semiconductor device in which a material for making a contact and a material for filling a contact hole are made of tungsten silicide and a separate material such as polycrystalline silicon or a BPSG film, respectively. There is an effect that a practical method of manufacturing a buried contact can be provided.
第1図(a)〜(f)は本発明の第1の実施例を工程順
に示した半導体装置の縦断面図、第2図(a)〜(b)
は第2の実施例を工程順に示した半導体装置の縦断面
図、第3図(a)〜(c)は従来の技術を工程順に示し
た半導体装置の縦断面図である。 1……P型シリコン基板、2……nウェル層、3……フ
ィールド酸化膜、4……P+拡散層、5……n+拡散層、6
……絶縁膜、7……タングステンシリサイド層、8,9…
…フォトレジスト、10……多結晶シリコン、11……アル
ミニウム配線層、12……BPSG層、13……リンドープ多結
晶シリコン。1 (a) to 1 (f) are longitudinal sectional views of a semiconductor device showing a first embodiment of the present invention in the order of steps, and FIGS. 2 (a) to 2 (b).
Is a vertical sectional view of the semiconductor device showing the second embodiment in the order of steps, and FIGS. 3A to 3C are vertical sectional views of the semiconductor device showing the conventional technique in the order of the steps. 1 ... P-type silicon substrate, 2 ... n well layer, 3 ... field oxide film, 4 ... P + diffusion layer, 5 ... n + diffusion layer, 6
... Insulating film, 7 ... Tungsten silicide layer, 8, 9 ...
… Photoresist, 10 …… Polycrystalline silicon, 11 …… Aluminum wiring layer, 12 …… BPSG layer, 13 …… Phosphorus-doped polycrystalline silicon.
Claims (1)
一導電型領域を形成する工程と、該半導体基板上に絶縁
膜を形成する工程と、前記逆導電型領域及び一導電型領
域上の前記絶縁膜に開口を設ける工程と、該一導電型半
導体基板上に高融点金属化合物層を形成する工程と、該
開口部を埋める埋込み層を形成する工程と、該開口部以
外の領域の前記高融点金属化合物層を露出させる工程
と、該半導体基板上に配線用金属膜を形成する工程と、
該金属膜と前記高融点金属化合物層を所定の形状のパタ
ーンニングする工程とを含むことを特徴とする半導体装
置の製造方法。1. A step of forming an opposite conductivity type region and a one conductivity type region on a one conductivity type semiconductor substrate, a step of forming an insulating film on the semiconductor substrate, the opposite conductivity type region and the one conductivity type region. A step of forming an opening in the insulating film above, a step of forming a refractory metal compound layer on the one conductivity type semiconductor substrate, a step of forming a buried layer filling the opening, and a region other than the opening A step of exposing the refractory metal compound layer, and a step of forming a wiring metal film on the semiconductor substrate,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: patterning the metal film and the refractory metal compound layer into a predetermined shape.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63144072A JPH0719779B2 (en) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63144072A JPH0719779B2 (en) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH021922A JPH021922A (en) | 1990-01-08 |
JPH0719779B2 true JPH0719779B2 (en) | 1995-03-06 |
Family
ID=15353631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63144072A Expired - Lifetime JPH0719779B2 (en) | 1988-06-10 | 1988-06-10 | Method for manufacturing semiconductor device |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0719779B2 (en) |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
KR100340207B1 (en) * | 2000-06-15 | 2002-06-12 | 윤종용 | Insulator layer and method for fabricating the same |
US6730619B2 (en) | 2000-06-15 | 2004-05-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing insulating layer and semiconductor device including insulating layer |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5748249A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-19 | Nec Corp | Semiconductor device |
JPS6334954A (en) * | 1986-07-29 | 1988-02-15 | Nec Corp | Semiconductor device and manufacture thereof |
-
1988
- 1988-06-10 JP JP63144072A patent/JPH0719779B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5748249A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-19 | Nec Corp | Semiconductor device |
JPS6334954A (en) * | 1986-07-29 | 1988-02-15 | Nec Corp | Semiconductor device and manufacture thereof |
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JPH021922A (en) | 1990-01-08 |
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